CN111499308A - 一种新型橡胶混凝土减振轨枕 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种新型橡胶混凝土减振轨枕,该种新型橡胶混凝土减振轨枕的原材料组成,按重量计,包括:橡胶10‑50kg/m3、水泥280‑310kg/m3、粉煤灰40‑60kg/m3、矿渣40‑70kg/m3、砂680‑700kg/m3、石子1000‑1200kg/m3、水150‑170kg/m3、减水剂2‑4kg/m3,其中采用废旧橡胶轮胎磨细成粉,采用聚羧酸系高效减水剂,控制粗骨料的砂浆棒膨胀率等工艺来制备特异的新型橡胶混凝土,同时配合合理的减振轨枕制备方法,制备出一种减震效果优异、强度高、经济环保的新型功能材料,具有广泛的推广使用价值。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域,具体涉及一种新型橡胶混凝土减振轨枕。
背景技术
在轨道交通中,车轮与轨道在高速接触过程中,将不可避免产生大量的冲击能,发出巨大的噪声,为了减少车辆行驶过程中的噪声,目前常在轨道下方衬垫钢弹簧,但在国内的轨道交通负荷大,仅靠钢弹簧浮置板已经不能满足减振需求。
目前,应用比较广泛的减振轨枕主要有纵向轨枕,纵向轨枕减振效果显著,但是纵向轨枕存在易产生裂缝等问题,新型橡胶减振轨枕,既缓解了轨枕裂缝问题,又能保持优异的减振效果。
发明内容
为解决现有技术存在的问题,对现有工艺进行进一步优化,本发明提供一种新型橡胶混凝土减振轨枕,以实现以下发明目的:
1、提高减震效果
2、提高轨枕强度
为解决以上技术问题,本发明采用以下技术方案:
一种新型橡胶混凝土减振轨枕,其特征在于,所述新型橡胶混凝土减振轨枕的原材料组成,按重量计,包括:橡胶10-50kg/m3、水泥280-310kg/m3、粉煤灰40-60kg/m3、矿渣40-70kg/m3、砂680-700kg/m3、石子1000-1200kg/m3、水150-170kg/m3、减水剂2-4kg/m3;
所述橡胶粉,为热硫化法工艺生产的废旧轮胎橡胶粉,目数为50-80目,平均粒径250-280μm,采用300μm筛网过筛率>90%,表面光滑无毛刺;
所述水泥,为52.5级非早强型低碱硅酸盐水泥,水泥碱含量≤0.6%,三氧化硫含量≤3.0%,比表面积应为300m2/kg-350 m2/kg;
所述减水剂,为聚羧酸系减水剂,收缩率比≤110%,减水率≥25%;
优选地,所述聚羧酸系减水剂,由丙烯酸(AA)、甲基丙烯磺酸钠(MAS)、过硫酸铵(APS)制备而成,其中AA、MAS、APS的摩尔比为5-7:1:1.5-2.0;
聚羧酸系高效减水剂克服了传统减水剂一些弊端,具有掺量低、保坍性能好、混凝土收缩率低、分子结构上可调性强、高性能化的潜力大、生产过程中不使用甲醛等突出优点,不添加任何使用含氯盐的外加剂,减轻对钢筋的腐蚀;
所述新型橡胶混凝土,其粗骨料的砂浆棒膨胀率大于等于0.10%且小于0.20%,且混凝土碱含量不超过3.0kg/m³;
不采用具有碱—碳酸盐反应或砂浆棒膨胀率(快速法)大于或等于0.20%的骨料,骨料使用期达一年时,须按照TB/T3275规定的方法对骨料碱活性进行重新试验和评价;
优选地,粗骨料压碎指标不大于10%,母岩抗压强度与混凝土设计强度之比大于1.5;粗骨料最大粒径为20mm,符合5mm-20mm连续级配要求;含泥量不大于0.5%,针片状颗粒含量不大于5%;
所述新型橡胶混凝土减振轨枕的制备方法,其特征在于,包括橡胶混凝土的制备、喷涂脱模剂及配件装配、浇筑及振动成型、养护;
所述橡胶混凝土的制备,混凝土的胶凝材料总量不宜超过450dm3/m3,新拌混凝土的温度在15-25℃;混凝土灌注时,模板温度在5-50℃,混凝土拌合物入模温度在5-30℃;
所述浇筑及振动成型,第一次布料后振动60s,第二次布料后振动90s;
所述养护,是采用蒸汽养护,混凝土温度与轨枕表面混凝土温度之差不大于20℃,开始养护的环境温度不大于40℃;
目前橡胶混凝土还主要应用于道路建筑等方面,在轨道交通领域应用比较少,本发明制备的新型橡胶混凝土减振轨枕,采用废旧橡胶轮胎磨细成粉,采用聚羧酸系高效减水剂,控制粗骨料的砂浆棒膨胀率等工艺来制备特异的新型橡胶混凝土,同时配合合理的减振轨枕制备方法,作为一种经济环保的新型功能材料,在保证强度的前提下,仍具有优异的减振性能。
采用上述技术方案,本发明的有益效果为:
1、采用本发明的新型橡胶混凝土减振轨,可以提高其减震效果,降低噪声至8-10dB;
2.采用本发明的新型橡胶混凝土减振轨与普通混凝土轨枕相比,抗压强度可达到30.5-32.6MPa ,较现有水平提高10%-20%,使用时不易产生裂纹;
3、采用本发明的新型橡胶混凝土减振轨制备方法,可以使废旧轮胎循环利用,经济环保,降低成本。
具体实施方式:
下面结合具体的实施例,进一步阐述本发明。
实施例1一种新型橡胶混凝土减振轨枕
本发明公开了一种新型橡胶混凝土减振轨枕,采用废旧橡胶轮胎磨细成粉,按比例掺入制作成新型橡胶混凝土轨枕;
所述新型橡胶混凝土减振轨枕,其原材料组成,按重量计,包括:
橡胶10kg/m3、水泥280kg/m3、粉煤灰40kg/m3、矿渣40kg/m3、砂680kg/m3、石子1000kg/m3、水150kg/m3、减水剂2kg/m3;
所述橡胶粉,为热硫化法工艺生产的废旧轮胎橡胶粉,目数为70-80目,平均粒径258μm,采用300μm筛网过筛率93%,表面光滑无毛刺;
所述水泥,为52.5级非早强型低碱硅酸盐水泥,水泥碱含量0.6%,三氧化硫含量3.0%,比表面积应为300m2/kg,其他技术要求应符合《CRTSⅠ型双块式无砟轨道混凝土轨枕》(TB/T3397-2015)及TB/T3275的规定;
所述减水剂,为聚羧酸系减水剂,具体由丙烯酸(AA)、甲基丙烯磺酸钠(MAS)、过硫酸铵(APS)制备而成,其中AA、MAS、APS的摩尔比为5:1:1.5;
减水剂性能应与所用水泥具有良好的适应性,所用减水剂收缩率比110%,减水率25%;
所述新型橡胶混凝土,其中由矿渣、砂、石子等制备混合而成的碎石成为粗骨料,其粗骨料的砂浆棒膨胀率0.10%,且混凝土碱含量2.8kg/m³;
所述粗骨料,压碎指标9%,母岩抗压强度与混凝土设计强度之比1.55;粗骨料最大粒径为20mm,级配符合5mm-20mm连续级配要求;含泥量0.48%,针片状颗粒含量4.5%,其余技术要求符合《CRTS双块式无砟轨道混凝土轨枕 TB/T3397-2015)、《铁路混凝土》(TB/T3275-2011)的要求;
所述新型橡胶混凝土减振轨枕,其制备方法,包括以下步骤:
1、主要原材料及配件的准备
准备主要原材料及配件,包括:水泥、骨料、橡胶粉、减水剂,以及钢筋、模具、套管等,所有原材料均应满足各项国家相关标准;
2、橡胶混凝土的制备
将原材料按配比进行配料和拌合,混凝土的胶凝材料总量420dm3/m3,混凝土灌注时,模板温度50℃,混凝土拌合物入模温度30℃,新拌混凝土的温度应在25℃;
3、喷涂脱模剂及配件装配
通常选用水溶性脱模剂对模具表面进行喷涂,喷涂过程中应做到喷涂均匀;
4、浇筑及振动成型
用布料机对放在振动台上的模具进行第一次布料,布料应均匀,布料过后即可进行振动,持续时间60s;后进行第二次布料,第二次布料过后振动持续时间90s;
5、养护
振动成型后的混凝土进行养护,对新型橡胶混凝土轨枕选用蒸汽养护;混凝土温度与轨枕表面混凝土温度之差20℃,开始养护的环境温度30℃;
6、脱模
养护过后轨枕生产采用冲击式脱模,脱模时,每次单独试验的混凝土强度应达到40MPa以上;
采用实施例1的技术方案制备的新型混凝土减振轨枕,可以降低噪声至10dB,与此同时,该减振轨枕的抗压强度达到30.5MPa,使用时不易产生裂纹,经济环保,是一种新型功能材料制品。
实施例2一种新型橡胶混凝土减振轨枕
本发明公开了一种新型橡胶混凝土减振轨枕,采用废旧橡胶轮胎磨细成粉,按比例掺入制作成新型橡胶混凝土轨枕;
所述新型橡胶混凝土减振轨枕,其原材料组成,按重量计,包括:
橡胶35kg/m3、水泥300kg/m3、粉煤灰50kg/m3、矿渣40kg/m3、砂680kg/m3、石子1100kg/m3、水165kg/m3、减水剂2kg/m3;
所述橡胶粉,为热硫化法工艺生产的废旧轮胎橡胶粉,目数为50-70目,平均粒径265μm,采用300μm筛网过筛率95%,表面光滑无毛刺;
所述水泥,为52.5级非早强型低碱硅酸盐水泥,水泥碱含量0.52%,三氧化硫含量1.8%,比表面积应为320m2/kg,其他技术要求应符合《CRTSⅠ型双块式无砟轨道混凝土轨枕》(TB/T3397-2015)及TB/T3275的规定;
所述减水剂,为聚羧酸系减水剂,具体由丙烯酸(AA)、甲基丙烯磺酸钠(MAS)、过硫酸铵(APS)制备而成,其中AA、MAS、APS的摩尔比为6:1:1.8;
减水剂性能应与所用水泥具有良好的适应性,所用减水剂收缩率比104%,减水率28%;
所述新型橡胶混凝土,其中由矿渣、砂、石子等制备混合而成的碎石成为粗骨料,其粗骨料的砂浆棒膨胀率0.13%,且混凝土碱含量2.8kg/m³;
所述粗骨料,压碎指标10%,母岩抗压强度与混凝土设计强度之比1.59;粗骨料最大粒径为20mm,级配符合5mm-20mm连续级配要求;含泥量0.5%,针片状颗粒含量4%,其余技术要求符合《CRTS双块式无砟轨道混凝土轨枕 TB/T3397-2015)、《铁路混凝土》(TB/T3275-2011)的要求;
所述新型橡胶混凝土减振轨枕,其制备方法,包括以下步骤:
1、主要原材料及配件的准备
准备主要原材料及配件,包括:水泥、骨料、橡胶粉、减水剂,以及钢筋、模具、套管等,所有原材料均应满足各项国家相关标准;
2、橡胶混凝土的制备
将原材料按配比进行配料和拌合,混凝土的胶凝材料总量440dm3/m3,混凝土灌注时,模板温度40℃,混凝土拌合物入模温度25℃,新拌混凝土的温度应在20℃;
3、喷涂脱模剂及配件装配
通常选用水溶性脱模剂对模具表面进行喷涂,喷涂过程中应做到喷涂均匀;
4、浇筑及振动成型
用布料机对放在振动台上的模具进行第一次布料,布料应均匀,布料过后即可进行振动,持续时间60s;后进行第二次布料,第二次布料过后振动持续时间90s;
5、养护
振动成型后的混凝土进行养护,对新型橡胶混凝土轨枕选用蒸汽养护;混凝土温度与轨枕表面混凝土温度之差18℃,开始养生的环境温度35℃;
6、脱模
养护过后轨枕生产采用冲击式脱模,脱模时,每次单独试验的混凝土强度应达到40MPa以上;
采用实施例2的技术方案制备的新型混凝土减振轨枕,可以降低噪声至8.5dB,与此同时,该减振轨枕的抗压强度达到32.6MPa,使用时不易产生裂纹,经济环保,是一种新型功能材料制品。
实施例3一种新型橡胶混凝土减振轨枕
本发明公开了一种新型橡胶混凝土减振轨枕,采用废旧橡胶轮胎磨细成粉,按比例掺入制作成新型橡胶混凝土轨枕;
所述新型橡胶混凝土减振轨枕,其原材料组成,按重量计,包括:
橡胶50kg/m3、水泥310kg/m3、粉煤灰60kg/m3、矿渣70kg/m3、砂700kg/m3、石子1200kg/m3、水170kg/m3、减水剂4kg/m3;
所述橡胶粉,为热硫化法工艺生产的废旧轮胎橡胶粉,目数为50-60目,平均粒径272μm,采用300μm筛网过筛率95.5%,表面光滑无毛刺;
所述水泥,为52.5级非早强型低碱硅酸盐水泥,水泥碱含量0.50%,三氧化硫含量1.5%,比表面积应为350 m2/kg,其他技术要求应符合《CRTSⅠ型双块式无砟轨道混凝土轨枕》(TB/T3397-2015)及TB/T3275的规定;
所述减水剂,为聚羧酸系减水剂,具体由丙烯酸(AA)、甲基丙烯磺酸钠(MAS)、过硫酸铵(APS)制备而成,其中AA、MAS、APS的摩尔比为7:1:2.0;
减水剂性能应与所用水泥具有良好的适应性,所用减水剂收缩率比100%,减水率32%;
所述新型橡胶混凝土,其中由矿渣、砂、石子等制备混合而成的碎石成为粗骨料,其粗骨料的砂浆棒膨胀率0.18%,且混凝土碱含量2.0kg/m³;
所述粗骨料,压碎指标8.5%,母岩抗压强度与混凝土设计强度之比1.62;粗骨料最大粒径为20mm,级配符合5mm-20mm连续级配要求;含泥量0.45%,针片状颗粒含量4.1%,其余技术要求符合《CRTS双块式无砟轨道混凝土轨枕 TB/T3397-2015)、《铁路混凝土》(TB/T3275-2011)的要求;
所述新型橡胶混凝土减振轨枕,其制备方法,包括以下步骤:
1、主要原材料及配件的准备
准备主要原材料及配件,包括:水泥、骨料、橡胶粉、减水剂,以及钢筋、模具、套管等,所有原材料均应满足各项国家相关标准;
2、橡胶混凝土的制备
将原材料按配比进行配料和拌合,混凝土的胶凝材料总量436dm3/m3,混凝土灌注时,模板温度宜在20℃,混凝土拌合物入模温度宜在5℃,新拌混凝土的温度应在15℃;
3、喷涂脱模剂及配件装配
通常选用水溶性脱模剂对模具表面进行喷涂,喷涂过程中应做到喷涂均匀;
4、浇筑及振动成型
用布料机对放在振动台上的模具进行第一次布料,布料应均匀,布料过后即可进行振动,持续时间60s;后进行第二次布料,第二次布料过后振动持续时间90s;
5、养护
振动成型后的混凝土进行养护,对新型橡胶混凝土轨枕选用蒸汽养护;混凝土温度与轨枕表面混凝土温度之差18℃,开始养护的环境温度32℃;
6、脱模
养护过后轨枕生产采用冲击式脱模,脱模时,每次单独试验的混凝土强度应达到40MPa以上;
采用实施例3的技术方案制备的新型混凝土减振轨枕,可以降低噪声至9.4dB,与此同时,该减振轨枕的抗压强度达到31.8MPa,使用时不易产生裂纹,经济环保,是一种新型功能材料制品。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种新型橡胶混凝土减振轨枕,其特征在于,所述新型橡胶混凝土减振轨枕的原材料组成,按重量计,包括:橡胶10-50kg/m3、水泥280-310kg/m3、粉煤灰40-60kg/m3、矿渣40-70kg/m3、砂680-700kg/m3、石子1000-1200kg/m3、水150-170kg/m3、减水剂2-4kg/m3。
2.根据权利要求1所述的减振轨枕,其特征在于,所述橡胶粉,为热硫化法工艺生产的废旧轮胎橡胶粉,目数为50-80目,平均粒径250-280μm,采用300μm筛网过筛率>90%,表面光滑无毛刺。
3.根据权利要求1所述的减振轨枕,其特征在于,所述减水剂,为聚羧酸系减水剂,收缩率比≤110%,减水率≥25%。
4.根据权利要求3所述的减振轨枕,其特征在于,所述聚羧酸系减水剂,由丙烯酸(AA)、甲基丙烯磺酸钠(MAS)、过硫酸铵(APS)制备而成,其中AA、MAS、APS的摩尔比为5-7:1:1.5-2.0。
5.根据权利要求1所述的减振轨枕,其特征在于,所述新型橡胶混凝土,其粗骨料的砂浆棒膨胀率大于等于0.10%且小于0.20%,且混凝土碱含量不超过3.0kg/m³。
6.根据权利要求5所述的减振轨枕,其特征在于,所述新型橡胶混凝土,其粗骨料压碎指标不大于10%,母岩抗压强度与混凝土设计强度之比大于1.5;粗骨料最大粒径为20mm,符合5mm-20mm连续级配要求;含泥量不大于0.5%,针片状颗粒含量不大于5%。
7.根据权利要求1所述的减振轨枕,其特征在于,所述水泥,为52.5级非早强型低碱硅酸盐水泥,水泥碱含量≤0.6%,三氧化硫含量≤3.0%,比表面积应为300m2/kg-350 m2/kg。
8.一种新型橡胶混凝土减振轨枕的制备方法,其特征在于,包括橡胶混凝土的制备、浇筑及振动成型、养护;所述橡胶混凝土的制备,混凝土的胶凝材料总量不宜超过450dm3/m3,新拌混凝土的温度应在15-25℃。
9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述浇筑及振动成型,第一次布料后振动60s,第二次布料后振动90s。
10.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述养护,是采用蒸汽养护,混凝土温度与轨枕表面混凝土温度之差不大于20℃,开始养护的环境温度不大于40℃。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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